白車身尺寸精度控制方法

王虎凜

摘 要：在汽車生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，汽車的質(zhì)量通常是指汽車的強(qiáng)度和汽車的精度，汽車的強(qiáng)度對(duì)成品車的作用主要體現(xiàn)在汽車的安全性、抗腐蝕性等等，它取決于車身鋼板的材料以及生產(chǎn)過(guò)程中的連接技術(shù)方法。汽車的精度通常體現(xiàn)在汽車駕駛的性能上，比如舒適性、NVH等，它主要取決于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、白車身生產(chǎn)過(guò)程中車身尺寸精度的控制，零部件質(zhì)量等等，而車身的尺寸精度是由白車身生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制決定的，所以全世界的汽車巨頭廠商都在通過(guò)不斷的研究白車身生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量的控制，從而推動(dòng)全球的汽車走向更高的品質(zhì)。本文列出了影響車身尺寸準(zhǔn)確性的因素，并分析了控制車身尺寸精度的有效解決方案。

關(guān)鍵詞：汽車;白車身尺寸;精度控制;方法

0 引言

隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平普遍提高，汽車保有量穩(wěn)步增長(zhǎng)。為了吸引消費(fèi)者的注意力，汽車制造商正在積極更新汽車外觀，但在大多數(shù)情況下，只是車身結(jié)構(gòu)的變化，而其余組件并未發(fā)生重大變化。所謂白車身是指將沖壓件或者外來(lái)件及總成固定在工裝夾具上通過(guò)熱連接或者冷連接技術(shù)將零件連接在一起并且未進(jìn)入噴漆車間之前的車身框架，稱為白車身。白車身的尺寸精度在成品車的質(zhì)量中起到了非常重要的作用。影響車身制造過(guò)程復(fù)雜性的因素很多，整個(gè)汽車制造的尺寸精度取決于各種因素的綜合作用。

1 車身尺寸精度影響因素

1.1 測(cè)量過(guò)程

通過(guò)測(cè)量和分析系統(tǒng)可以分析和測(cè)量車身尺寸數(shù)據(jù)，可以有效地確定被測(cè)零件是否存在尺寸質(zhì)量問(wèn)題。CMM是懸臂、龍門和多關(guān)節(jié)臂坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等現(xiàn)代汽車制造中常用的車身尺寸測(cè)量設(shè)備，這些設(shè)備的高測(cè)量精度和可編程控制功能使其適用于車身和子裝配零件的高頻測(cè)量。測(cè)量分析系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)繪制出車身尺寸質(zhì)量的線性分布圖，并生成分析報(bào)告，從而使技術(shù)人員可以方便地進(jìn)行分析。

1.2 零件偏差

車身焊接件基本上是沖壓件，主要分為兩類：一種是表面的外殼，另一種是沖壓內(nèi)部結(jié)構(gòu)。其形狀都特別復(fù)雜，以至于它們都必須滿足標(biāo)準(zhǔn)精度要求。零件需要經(jīng)歷各種過(guò)程，例如沖壓、剪切、彎曲、拉伸、膨脹、翻邊等，必須根據(jù)圖紙標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在包裝和運(yùn)輸過(guò)程中由于沖壓零件而引起的變形是尺寸偏差的一個(gè)因素，并且外觀檢查無(wú)法識(shí)別變形，即使進(jìn)行了修理，也無(wú)法完全恢復(fù)到設(shè)計(jì)尺寸。因此，應(yīng)根據(jù)零件的特性設(shè)計(jì)包裝和運(yùn)輸方式，以消除這種偏差。沖壓件的回彈是影響沖壓件尺寸的最大因素，沖壓后，產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變，形狀和尺寸發(fā)生變化。上述所有原因均是由于沖壓模、人造工件或沖壓機(jī)的問(wèn)題所致。為了保證沖壓件的尺寸精度，應(yīng)使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)參照零件圖進(jìn)行例行檢查，以確保沖壓件符合圖紙的設(shè)計(jì)要求。

1.3 操作過(guò)程

在非自動(dòng)化生產(chǎn)線中控制過(guò)程偏差最有效的方法是實(shí)施操作程序的標(biāo)準(zhǔn)化，并且在實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化操作后，可以最大程度地減少手動(dòng)操作中的不一致、不穩(wěn)定和不確定性。例如在最初某車型預(yù)批量生產(chǎn)過(guò)程中，車頂組件前后橫梁的Z尺寸波動(dòng)很大。分析的結(jié)果是，在車頂總成的配合面上以及蓋板橫梁的內(nèi)外板上有44個(gè)焊接點(diǎn)，焊接點(diǎn)的焊接順序大大影響了車頂配合尺寸的準(zhǔn)確性。通過(guò)調(diào)整和優(yōu)化焊接順序，有效地改善和控制了尺寸偏差和尺寸穩(wěn)定性。在線測(cè)量的尺寸監(jiān)視中，還發(fā)現(xiàn)行李箱開口兩側(cè)的法蘭區(qū)域的Z尺寸波動(dòng)很大。分析表明，焊槍電極臂和零件在焊接過(guò)程中受到干擾。在改善優(yōu)化焊槍的電極臂的形狀和位置之后，有效地提高了凸緣區(qū)域的Z尺寸的穩(wěn)定性。

2 尺寸精度質(zhì)量控制

2.1 基于測(cè)量的尺寸精度控制

車身尺寸數(shù)據(jù)的檢測(cè)、尺寸數(shù)據(jù)的采樣和跟蹤是實(shí)現(xiàn)整個(gè)車輛組裝過(guò)程的基礎(chǔ)。測(cè)量方法確定車身裝配過(guò)程監(jiān)控的準(zhǔn)確性和有效性。三坐標(biāo)測(cè)量是檢測(cè)車身零件子組件和車身框架中重要的檢測(cè)方法，具有很高的測(cè)量精度和可編程控制功能，已成為國(guó)內(nèi)外汽車制造商的重要測(cè)試設(shè)備。在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的機(jī)器坐標(biāo)系下，參考點(diǎn)根據(jù)車輛設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置車輛坐標(biāo)系。在車輛坐標(biāo)系中，車身可以劃分為不同的功能區(qū)域，然后在每個(gè)功能分區(qū)中，建立一個(gè)局部坐標(biāo)系，該局部坐標(biāo)系由該分區(qū)的參考點(diǎn)組成。在車輛的組裝過(guò)程中，功能尺寸還必須考慮各種組裝零件之間的相對(duì)尺寸精度，即功能尺寸。功能尺寸是定義的尺寸，以確保每個(gè)零件、子組件和組件之間的制造尺寸均符合產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，以確保下一級(jí)別的裝配尺寸的準(zhǔn)確性。

2.2 基于裝配的尺寸精度控制

三坐標(biāo)的測(cè)量結(jié)果與裝配偏差不同的原因是因?yàn)樵O(shè)計(jì)偏差、沖壓過(guò)程偏差、模具偏差和零件裝配偏差。此時(shí)，重要的是要確保整個(gè)車輛的裝配和功能符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如果需要穩(wěn)定的偏差，則必須相應(yīng)地調(diào)整定義的測(cè)量公差。比如在奧迪Q3生產(chǎn)的早期階段，車間裝配線報(bào)告說(shuō)，左右尾燈的裝配間隙和平面度不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，三坐標(biāo)測(cè)量符合公差標(biāo)準(zhǔn)。差異的原因是由于側(cè)圍外板的沖壓部分的尺寸偏差和側(cè)圍外板組件的全散件組裝部分的焊接變化，考慮到這一點(diǎn)，將尾燈定位參考工具調(diào)整到組件的實(shí)際偏差，以滿足組件尺寸質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并且當(dāng)前的測(cè)量偏差超過(guò)公差標(biāo)準(zhǔn)要求。這樣，實(shí)際零件尺寸不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，而尾燈裝配的外觀質(zhì)量是合格的，需要對(duì)測(cè)量公差標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

2.3 裝配質(zhì)量控制

裝配質(zhì)量又稱為白車身尺寸也是白車身制造過(guò)程中的重中之重，白車身是由成千個(gè)零件分總成拼接而成，在這個(gè)過(guò)程中由于工裝夾具的磨損程度、零件本身的尺寸偏差、設(shè)備維護(hù)的不及時(shí)，人工操作的不穩(wěn)定性等因素影響，有可能在一個(gè)工序之內(nèi)的工差會(huì)很小，但是由于工差積累會(huì)導(dǎo)致最終焊接出的白車身精度超差嚴(yán)重，影響總裝裝配。白車身可以分為以下幾個(gè)區(qū)域：UB下車身區(qū)域、側(cè)圍區(qū)域、四門兩蓋以及覆蓋件區(qū)域等，每一個(gè)大區(qū)域又分為很多個(gè)小區(qū)域，裝配質(zhì)量需要從每一個(gè)小區(qū)域開始就進(jìn)行嚴(yán)格的把控，確保整車的質(zhì)量精度。

3 結(jié)論

精確的車身尺寸控制可以真正反映汽車制造商的制造水平，這也是汽車生產(chǎn)過(guò)程中非常重要的質(zhì)量控制環(huán)節(jié)。通過(guò)對(duì)車身尺寸精度的質(zhì)量控制，可以及時(shí)識(shí)別制造車身早期階段的一些質(zhì)量問(wèn)題，促進(jìn)對(duì)問(wèn)題的探索，有效提高制造質(zhì)量并在增強(qiáng)品牌影響力方面發(fā)揮著重要的作用。

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